Презентация к уроку "Основные промышленные способы

Медный
век
Энеолит (от лат. аeneus – медный; греч. lithos – каменный)
4 – 3 тыс. до н.э.
Основное занятие
населения:
- мотыжное земледелие;
- скотоводство;
- охота
Бронзовый век
Конец 4 - начало 3 тысячелетий до н.э.
Бронза – материал скульпторов
Царь-колокол и Царь-пушка
Отлиты из сплава меди с оловом
Железный век
С середины 1 тыс. до н.э.
Железный век
С середины 1 тыс. до н.э.
Железный век
С середины 1 тыс. до н.э.
Железный век
С середины 1 тыс. до н.э.
Железный век
С середины 1 тыс. до н.э.
Flash - диск
ТЕМА УРОКА:
« Основные
промышленные
способы получения
металлов»
Железная руда
Сурьмяная руда
Цинковая руда
Медная руда
Процесс восстановления
n+
Ме
_
+ne=
0
Ме
Металлургия - это
область науки, техники и
производства, связанная с
промышленным получением
металлов из природного сырья.
( от греч. metallurgio – обрабатывать
металлы)
Аносов Павел Петрович
(1799 – 1851)
- предложил новый метод получения
стали;
- положил начало микроскопическому
анализу металлов;
- раскрыл секрет
приготовления булатной стали;
Чернов Дмитрий Константинович
(1839 – 1921)
-основоположник современного
металловедения;
-способствовал превращению
металлургии из ремесла в
теоретически обоснованную
научную дисциплину.
Бардин Иван Павлович
(1883 – 1960)
Руководил:
-проектированием крупных
металлургических
комбинатов;
- разработкой и внедрением
непрерывной разливки
стали и кислородноконвертерного процесса.
ток
(1) 2FeCl3 (расплав) = 2Fe + 3Cl2 - Q
t
(1) 3FeO + 2Al = 3Fe + Al2O3 - 882 кДж
t
(3) FeO + H2 = Fe + H2O (ж) – 21 кДж
t
(1) 2FeO + C = 2Fe + CO2 + 137 кДж
(5)
t
FeO + CO = Fe + CO2 - 19 кДж
I. Пирометаллургия –
область металлургии, связанная с
получением металлов при высоких
температурах (обжиг, плавка).
1) карботермия –
восстановление металлов из их оксидов
углеродом или угарным газом при высоких
температурах
t
2FeO + C = 2Fe + CO2 + 137 кДж
t
FeO + CO = Fe + CO2 - 19 кДж
Восстановление металлов
из сульфидных руд
1. Обжиг руды
t
2MeS + 3O2 = 2MeO + 2SO2
Основные проблемы:
1. Процесс обжига должен проходить быстро;
2. Выход продуктов должен быть
максимально возможным, а количество
отходов минимальным;
3. Процесс обжига не должен загрязнять
окружающую среду.
Обогащение руды
Восстановление цинка из руды
1. Обжиг руды
t
2ZnS + 3O2 = 2ZnO + 2SO2
SO 2
на производство
серной кислоты
ZnO
на восстановление
Восстановление цинка из руды
2. Восстановление металла из оксида
t
ZnO + C = Zn + CO
2) металлотермия –
восстановление металлов из их
соединений другими более
химически активными металлами
при повышенных температурах.
А) алюминотермия
t
3 Rb2O + 2Al = 6Rb + Al2O3 + Q
Б) магнийтермия
t
TiO2 + 2Mg = Ti + 2MgO + Q
3) водородотермия восстановление металлов из
их соединений водородом
при повышенных
температурах.
t
МоО3 + 3Н2 = Мо + 3 Н2О
II. Электрометаллургия –
получение металлов из расплавов
их соединений с помощью
электрического тока
Электролиз – это окислительновосстановительный процесс,
протекающий на
электродах при пропускании
постоянного
электрического тока через раствор
или расплав электролита.
ток
2 NaCl = 2Na + Cl 2
III. Гидрометаллургия –
перевод полезных компонентов руды в
раствор и восстановление металлов из
растворов их солей другими металлами или
посредством электролиза.
CuO + 2 HCl = CuCl2 + H2O
ток
CuCl2 (раствор) = Cu  + Cl2 
CuCl2 (раствор) + Fe = FeCl2 + Cu 
Гидрометаллургия
Преимущества данного метода:
-не нужно извлекать руду на поверхность;
- можно перерабатывать бедные руды;
- возможна комплексная переработка руд
СПОСОБЫ
ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛОВ
Пирометаллургия
Электрометаллургия
Гидрометаллургия
Восстановление
металлов при
высоких
температурах:
1) Карботермия –
восстановители С,СО;
2) Металлотермия
– восстановители –
активные металлы;
3) Водородотермия
– восстановитель Н2
Электролиз расплавов
соединений металлов.
Происходит под
действием
электрического тока
Перевод руды в
раствор с
последующим
выделением металла
электролизом или
более активным
металлом
Экологические проблемы
проблемы металлургии
Экологические
металлургии
Экологические проблемы металлургии
Экологические проблемы металлургии
Экологические проблемы металлургии
1. Получение 1 т железа сопряжено с
извлечением до 10 т породы. А на
марганцеворудных карьерах при добыче 1
т руды снимают до 40 т породы. Раньше
вскрышные породы складывались в
отвалы, которые занимали плодородную
землю, загрязняли воздух и воду. В этих
отвалах содержались: мел,
мергель(СaCO3 + MgCO3 + глина),
глинистые сланцы (SiO2+Al2O3+H2O).
Экологические проблемы металлургии
Экологические проблемы металлургии
2. Горные разработки, особенно те,
которые ведутся открытым
способом, нарушают огромные
площади пахотных земель.
Экологические проблемы металлургии
Экологические проблемы металлургии
3. При выплавке 1 т алюминия
используется 1500 м 3 (1150000 литров)
воды. При этом промышленные воды
загрязняются огромным количеством
вредных веществ. Сброс такой
отработанной воды в водоемы
приведет к экологической катастрофе,
а полная очистка ее на предприятии
экономически не выгодна.
Ответьте на вопросы
1. Перечислите способы
получения металлов из
природного сырья.
Ответьте на вопросы
2. Назовите черты
сходства и различия в
разных видах
металлургии.
Ответьте на вопросы
1. Определите способ получения металла и
разновидность этого способа:
А) восстановление меди из медной руды куприта
(Cu2O)
Cu2O + C = 2Cu + CO (при t)
Б) восстановление хрома из оксида хрома (III)
Cr2O3 + 2Al = 2 Cr + Al2O3 (при t)
В) восстановление вольфрама из оксида
вольфрама (VI)
WO3 + 3H2 = W + 3 H2O (при t)
Г) получение натрия из расплава хлорида натрия:
2NaCl = 2Na + Cl2  (ток)
Ответьте на вопросы
4. Какой из железосодержащих
минералов экономически
предпочтительнее использовать для
получения железа с точки зрения
содержания в руде нужного элемента:
пирит FeS2, лимонит Fe2O3  2H2O,
магнетит Fe3O4, гематит Fe2O3.
Ответ обоснуйте, рассчитав
массовую долю железа в соединениях.
Решение:
А) пирометаллургия: карботермия;
Б) пирометаллургия: металлотермия –
алюминотермия;
В) пирометаллургия: водородотермия;
Г) электрометаллургия
Решение:
Проведем расчеты по формуле:
Ar (Э)  n
 (Э) 
 100 %
Mr ( вещества )
Массовая доля железа в:
Пирите 46,7 %
Лимоните 57,1 %
Магнетите 72,4 %
Гематите 70 %
Вывод: предпочтительнее использовать
магнетит